自干扰抵消技术和接收机线性化的研究及其在超高频RFID中的应用

发布时间：2018-05-04 17:21

本文选题：自干扰抵消 + 线性化　；参考：《中国科学技术大学》2016年博士论文

【摘要】：随着集成电路与通信技术的迅速发展,具有多种通信标准的无线设备已经完全渗入到人们的日常生活中,人与人、人与物以及物与物间的通信不可避免地会受到发射信号串扰的影响,比如同频段干扰。而且,为满足人们对高通信速率的需求,全双工通信方式越来越受设计者的信赖,但其系统收发机之间的同频自干扰问题更为严重。受限于自干扰信号的影响,高性能接收机的设计成为了一个设计难点。本文主要对自干扰信号的抵消以及射频接收机的线性化展开研究,并将应用于超高频RFID系统。自干扰信号可能会对有用信号产生增益压缩以及非线性失真。本文基于模拟自干扰抵消的原理,对多种自干扰抵消方法进行了优缺点分析,找出了符合本文系统要求的方法。通过理论分析和公式推导,详细阐述了幅度与相位失配对模拟自干扰抵消的影响,探讨了有效地优化和提升自干扰抵消性能的方法。接收机的性能取决于各模块的特性。根据超高频RFID系统协议,计算出了存在自干扰信号下的射频接收机指标。结合接收机的级联分析,给出了各模块的性能,并采用MATLAB Simulink完成了系统级的仿真与验证。本文还提出了一种840～960 MHz的模拟自干扰抵消技术,并将这种结构集成在超高频RFID接收机中。对于其中的有源移相器而言,提出了一种可降位的编码方式,简化了数字逻辑。仿真结果表明,其具有较好的自干扰抵消性能,当干扰信号功率为8 dBm时,自干扰抑制比为23～38 dB。尤其在840～940 MHz的100 MHz带宽内自干扰抑制比大于28 dB。基于亚阈值偏置技术,本文提出了一种超低功耗信号强度检测器,并对限幅放大器的功耗与最大检测误差进行优化分析。该信号强度检测器在CSMC 0.153 μm CMOS工艺上进行了流片验证。在电源电压1.8 V下,其功耗仅为10.8 μW。在-59～-14 dBm的范围内,最大检测误差小于1 dB。高线性度的接收机往往能够避免交调失真对信噪比的恶化。最后,在考察了单电容交叉耦合LNA的特性后,本文提出了一种双电容交叉耦合的结构,在实现宽带匹配的同时,其不仅显著地改善LNA的非线性,在1 GHz以下将ⅡP3从4 dBm提高到11.5 dBm;而且能够在低频段将噪声系数降低0.2 dB。另外,针对自干扰抵消的残余信号与其他较弱的自干扰信号,本文还提出了一种具有高线性度射频前端的接收机。对于超高频RFID系统,该接收机能够将8 dBm自干扰信号所产生的直流偏移在10Oμs内减小到14 mV,有效改善接收机对自干扰信号的抑制能力。
[Abstract]:With the rapid development of integrated circuit and communication technology , wireless devices with multiple communication standards have completely infiltrated into people ' s daily life . the receiver can reduce the DC offset generated by the 8 dBm self - interference signal to 14 mV within 10O渭s , effectively improving the rejection ability of the receiver to the self - interference signal .

【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44;TN858

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